CN108169072B

CN108169072B - 一种水泥标准稠度用水量测定方法

Info

Publication number: CN108169072B
Application number: CN201711348357.9A
Authority: CN
Inventors: 何雨晴; 张胜
Original assignee: Beijing Construction Engineering Quality Second Inspection Institute Co ltd
Current assignee: Beijing Construction Engineering Quality Second Inspection Institute Co ltd
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2020-06-16
Anticipated expiration: 2037-12-15
Also published as: CN108169072A

Abstract

本发明公开了一种水泥标准稠度用水量测定方法，包括以下步骤：1）将500g水泥样品与142.5mL水采用水泥净浆搅拌机拌合得水泥净浆，并采用代用法维卡仪对该水泥净浆进行测定，得到试锥下沉深度；2）将步骤1）的试锥下沉深度带入公式P=－0.2230S+35.1593（P为水泥标准稠度用水量/%，S为试锥下沉深度/mm）中计算得到水泥标准稠度用水量。本发明方法测定的水泥标准稠度用水量与真实值高度接近，相对误差低于1%，以该测定值为基础配制的水泥标准稠度净浆，用标准法和代用法中调整用水量验证，在标准值内。

Description

一种水泥标准稠度用水量测定方法

技术领域

本发明属于水泥质量检测技术领域，具体为一种水泥标准稠度用水量测定方法。

背景技术

水泥是混凝土工程中的重要建筑材料，它的质量直接决定着混凝土工程的质量。在水泥物理性能检测过程中，决定水泥质量的主要指标，除了强度以外还有安定性和凝结时间，而这两项指标的检测是在标准稠度净浆的基础上进行的，因此配制水泥的标准稠度净浆是关键。而在配制水泥标准稠度净浆过程中，准确地确定标准稠度用水量是决定因素。不同水泥品种、同一水泥品种的不同批次的水泥标准稠度用水量是不同的，即便积累了同一生产牌号水泥的标准稠度用水量数据，也只是知道了一个大致范围，在这个范围内上下波动是正常的，在实际检测过程中，还需要通过实验寻找标准稠度用水量，在不了解牌号的水泥检测过程中，要想找到标准稠度用水量需要多次反复，逐步接近标准稠度用水量，这样既降低工作效率，又浪费材料。

在GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》中，标准稠度用水量测定方法有标准法和代用法两种，其中代用法又分为不变用水量法和调整用水量法。采用标准法或者代用法的调整用水量法时，是需要多次反复，才能找到标准稠度净浆，费时费力。而采用代用法中的不变用水量法，因为可以通过公式进行估算，相对方便许多。所以为了简便和准确，在实际检测水泥标准稠度用水量时，是将代用法中的不变用水量法与调整用水量法结合使用的。先通过不变用水量法以公式估算一下水泥的标准稠度用水量，再通过这个估算值配制出水泥标准稠度净浆，然后通过调整用水量法验证一下是否在标准值内，如有偏差再进行调整。

GB/T1346-2011是在GB/T1346-2001的基础上修订的，GB/T1346-2001中规定“用调整用水量方法测定时，以试锥下沉深度28mm±2mm时的净浆为标准稠度净浆”，而GB/T1346-2011中改为“用调整用水量方法测定时，以试锥下沉深度30mm±1mm时的净浆为标准稠度净浆”。然而，调整用水量方法的测定标准改变后，不变用水量中的估算公式并没有改变，GB/T1346-2011依然延用GB/T1346-2001的标准稠度用水量估算公式P＝33.4—0.185S(P为标准稠度用水量，S为是试锥下沉深度)。但是在实际工作中发现，采用GB/T1346-2011中代用法的不变用水量法，利用公式P＝33.4—0.185S计算标准稠度用水量，与标准稠度用水量真实值相差较远，采用该估算值配制的水泥标准稠度净浆通过代用法中调整用水量方法检测远不能达到试锥下沉深度30mm±1mm，而且以GB/T1346-2011中的标准法检测时也达不到标准值6m±1m，因此该公式的估算值已经对实际操作没有指导意义了，该公式需要从新修正。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固定用水量的水泥标准稠度用水量测定方法，该方法能够得到与真实值高度接近的水泥标准稠度用水量。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种水泥标准稠度用水量测定方法，包括以下步骤：1)将500g水泥样品与142.5mL水采用水泥净浆搅拌机拌合得水泥净浆，并采用代用法维卡仪对该水泥净浆进行测定，得到试锥下沉深度；2)将步骤1)的试锥下沉深度带入公式(1)中计算得到水泥标准稠度用水量，

P＝－0.2230S+35.1593 (1)

式(1)中，P为水泥标准稠度用水量/％，S为试锥下沉深度/mm。

进一步的，所述水泥净浆搅拌机符合JC/T729要求，所述代用法维卡仪符合JC/T727要求，步骤1)的具体操参考GB/T1346-2011配制水泥净浆：先用水泥凝结时间稠度量水器量142.5mL水；称量已通过0.9mm方孔筛的水泥样品500g，精确至1g；将量好的水加入搅拌锅中，在5～10s内将称好的500g水泥加入水中，再将搅拌锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌120S，停15s，此时用湿布擦过的搅拌勺将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间，高速搅拌120s停机；拌和结束后，将拌制好的水泥净浆装入锥模中，用宽25mm的直边刀在浆体表面插捣5次，振5次，刮去多余的净浆，抹平后放到代用法维卡仪的试锥下面固定的位置上，将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝1s～2s后，放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中，到试锥停止下沉时记录试锥下沉深度，整个操作应在搅拌后1.5min内完成。

进一步的，所述测定方法还包括步骤3)～步骤5)，具体操作如下：

3)将步骤2)所得的标准稠度用水量带入公式(2)中得到配制水泥标准稠度净浆加水量，

W＝500P (2)

式(2)中，P为水泥标准稠度用水量/％，W为水泥标准稠度加水量/mL；

4)另取500g水泥样品与体积为W的水采用水泥净浆搅拌机拌合得到标准稠度净浆，采用GB/T1346-2011中标准稠度用水量测定方法中代用法的调整用水量方法得到试锥下沉深度值，采用GB/T1346-2011中标准稠度用水量测定方法中标准法得到试杆沉入净浆后与底板的距离值；

5)如果步骤4)中试锥下沉深度为30mm±1mm，且试杆沉入净浆后与底板的距离值为6mm±1mm，则认为步骤2)所得P值为准确值，并将P值记录到检测报告中；如果步骤4)中试锥下沉深度不为30mm±1mm，或者试杆沉入净浆后与底板的距离值不为6mm±1mm，则重复步骤1)至步骤4)，直至步骤4)中试锥下沉深度为30mm±1mm且试杆沉入净浆后与底板的距离值为6mm±1mm时，确定此时的P值为准确值，并将P值记录到检测报告中。

进一步的，步骤4)采用GB/T1346-2011中标准稠度用水量测定方法中代用法的调整用水量方法得到试锥下沉深度值的具体操作为：采用符合JC/T727要求的代用法维卡仪，将拌制好的水泥净浆装入锥模中，用直边刀在浆体表面插捣5次，振5次，刮去多余的净浆，抹平后放到代用法维卡仪的试锥下面固定的位置上，将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝1s～2s后，放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中，到试锥停止下沉时记录试锥下沉深度，整个操作应在搅拌后1.5min内完成。

进一步的，GB/T1346-2011中标准稠度用水量测定方法中标准法得到试杆沉入净浆后与底板的距离值的具体操作为：取水泥净浆一次性将其装入已置于玻璃底板上的试模中，浆体超过试模上端，用直边刀拍打超出试模部分的浆体5次以排除浆体中的孔隙，然后在试模上表面1/3处，倾斜于试模分别向外锯掉多余净浆，再从试模边沿抹顶部一次，使净浆表面光滑；抹平后将试模和底板移到标准法维卡仪上，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1s-2s后，放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中，在试杆停止沉入时记录试杆距底板之间的距离，升起试杆后，立即擦净，整个操作应在搅拌后1.5min内完成。

本发明的有益效果：发明方法测定的水泥标准稠度用水量与真实值高度接近，相对误差低于1％，以该测定值为基础配制的水泥标准稠度净浆，用标准法和代用法中调整用水量验证，在标准值内。

下面结合附图和实施例对发明作一详细描述。

附图说明

图1为试杆下沉深度与水泥标准稠度用水量的关系；

图2为公式法计算标准稠度用水量与实际标准稠度用水量对比；

图3为试锥下沉深度与水泥标准稠度用水量的关系。

具体实施方式

一种水泥标准稠度用水量的测定方法，包括以下步骤：

准备工作：

1、确认试验室温度20℃±2℃，相对湿度应不低于50％。

2、水泥试样、拌和水(洁净的饮用水，如有争议时应以蒸馏水为准)、仪器和用具提前24h放在试验室温度20℃±2℃，相对湿度应不低于50％的环境中，保证其温度应与试验室一致。这个细节很重要，实验室温湿度和水温对水泥水化反应都有很大影响，温度升高，水化反应加快，温度降低，水化反应则减缓。

3、确认水泥净浆搅拌机(JC/T729-2005)运转正常，在检定周期内。

4、标准法维卡仪(GB/T1346-2011)和代用法维卡仪(JC/T727-2005)的滑动部分总质量为300g±1g，与试杆、试针联结的滑动杆能自由滑动，这个细节很重要，维卡仪的滑动杆表面一定要应保持清洁光滑，不得涂油保养，保证能靠重力自由下落，不得有紧涩和旷动现象，防止因摩擦阻力而影响检测结果。然后调整试杆至接触玻璃板(GB/T1346-2011第4.2条规定：边长约100mm、厚度4mm-5mm的平板玻璃底板)时指针对准零点。

5、试模和玻璃底板用湿布擦拭，将试模放在底板上备用。这个细节很重要，湿布为潮湿的棉布，潮湿程度以不滴水，拧净水，偏干为准，而且确保每次潮湿程度相当。

6、搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过备用。

测定步骤：

7、先用水泥凝结时间稠度量水器(115-150mL)量142.5mL水，这个细节很重要，加水的精度一定要精确到0.1mL，因为0.1mL的用水量对检测结果产生很大影响。

8、称量已通过0.9mm方孔筛的水泥样品500g，精确至1g。

9、先将量好的水加入搅拌锅中，然后在5s-10s内小心将称好的500g水泥加入水中，防止水和水泥溅出，再将搅拌锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌120S，停15s，此时应该用湿布擦过的搅拌勺将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间，接着高速搅拌120s停机。

10、拌和结束后，立即将拌制好的水泥净浆装入锥模中，用宽约25mm的直边刀在浆体表面轻轻插捣5次，再轻振5次，刮去多余的净浆，抹平后迅速放到代用法维卡仪的试锥下面固定的位置上，将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝1s-2s后，突然放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中。到试锥停止下沉时记录试锥下沉深度。整个操作应在搅拌后1.5min内完成，这个细节很重要，因为水泥是水硬性胶凝材料，如果时间过长，净浆稠度变大，影响标准稠度用水量的测定。此时读取试锥下沉深度S(mm)，公式(1)P＝-0.2230S+35.1593中，求得P(％)，再通过公式(2)W＝500P,求得水泥标准稠度加水量W(mL)，精确至0.1mL。

验证步骤：

11、重复第9步，但拌和用水量为第10步中计算求得的水泥标准稠度净浆用水量W，拌和结束后，重复上述第10步，此时试锥下沉深度应为30mm±1mm(若不为此值，继续重复上述7～10操作)；然后再立即取适量水泥净浆一次性将其装入已置于玻璃底板上的试模中，浆体超过试模上端，用宽约25mm的直边刀轻轻拍打超出试模部分的浆体5次以排除浆体中的孔隙，然后在试模上表面约1/3处，略倾斜于试模分别向外轻轻锯掉多余净浆，再从试模边沿轻抹顶部一次，使净浆表面光滑。在锯掉多余净浆和抹平的操作过程中，注意不要压实净浆，抹平后迅速将试模和底板移到标准法维卡仪上，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1s～2s后，突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。在试杆停止沉入时记录试杆距底板之间的距离，升起试杆后，立即擦净，整个操作应在搅拌后1.5min内完成，此时试杆应沉入净浆并距底板6mm±1mm(若不为此值，继续重复上述7～10操作)。此时的净浆即为水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量(P)，按水泥质量的百分比计。

12、最后用此净浆再进行下面的初、终凝结时间、安定性的试验。所以得到水泥标准稠度净浆是水泥试验最基础的步骤，也是最关键的一步。

表1测定结果

回归公式在实际工作中应用效果很好，检测结果符合标准要求。

本发明的测定方法是通过以下几个研究步骤综合研究的结果(即发明创造的过程)：

1、水泥标准稠度用水量测定方法中标准法

现在大多数实验室采用标准法来确定水泥标准稠度用水量，为了有可比性，研究人员首次都采用142.5mL用水量，然后再用标准试杆进行测定，发现标准试杆在水泥净浆中的下沉深度对不同加水量来说非常敏感，变化幅度大，需要多次实验才能找到标准稠度用水量。通过实验试图找到它们之间的关系。

表2试杆下沉深度S_杆与水泥标准稠度用水量P的关系

注：W：固定加水量W_标稠：水泥标准稠度加水量

从图1中可以看出，标准试杆在水泥净浆中的下沉深度S_杆与水泥标准稠度用水量P之间的相关系数为0.6822，即相关性不强。

2、水泥标准稠度用水量测定方法中代用法的不变用水量法

发明人采用水泥标准稠度用水量测定方法中代用法的不变用水量法，利用公式法计算标准稠度用水量P(％)_公式法，用标准试杆法来验证不能得到标准稠度净浆。然后再通过实验找到标准稠度用水量P(％)_实际，用标准试杆法来验证能得到标准稠度净浆。

表3公式法计算标准稠度用水量P(％)_公式法与实际标准稠度用水量P(％)_实际对比

注：S_锥：试锥下沉深度

W_公式法：按公式法计算的水泥标准稠度加水量

W_标稠：水泥标准稠度加水量

从图2中可以看出试锥下沉深度的标准值从(28±2)mm改为(30±1)mm后，利用公式P＝33.4—0.185S计算出的标准稠度用水量与实际试验中得出的标准稠度用水量相差较远，已经没有指导意义了。

3、水泥标准稠度用水量测定方法中代用法的调整用水量法

发明人采用调整用水量方法时，标准GB/T1346-2011第10.3.1条规定拌和水量按经验找水，所谓经验找水一个是指对某种厂家牌号的水泥十分了解，凭着经验知道它的用水量大约在一个什么范围内，但实际工作中发现同一生产厂家不同批次的水泥，它的标准稠度用水量不是一成不变的。另一个是指通过对水泥净浆的稀稠程度来凭着经验主观判定它的标准稠度用水量，但操作起来却发现，因为试杆对水泥净浆十分敏感，这种方法也是需要多次反复，才能找到标准稠度净浆，不易操作。在实际工作中有许多实验室操作人员是先将一部分水先加入搅拌锅中，然后开启自动搅拌程序，根据水泥净浆的稀稠程度情况边搅拌边加水，通过主观经验来找水，往往一两次就可以找到，但这种做法不符合标准规定，标准第7.2条规定，在水泥净浆的拌制过程中，先将拌和水倒入搅拌锅内，然后在5s～10s内小心将称好的500g水泥加入水中，再进行搅拌。发明人也进行了实验对比，一次加入水和边搅拌边加水的水泥净浆的测定结果如表4所示。

表4一次加入水和边搅拌边加水的水泥净浆的测定结果

	一次加入拌和用水	边搅拌边加入拌和用水
			加水量	148.5	148.5
标准试杆下沉深度(mm)	3	5
			结论	非标准稠度用水量	是标准稠度用水量

从表4中可以看出一次加入拌和用水和边搅拌边入加拌和用水的水泥净浆的测定结果是不同的。一次加入拌和用水，再经过标准规定的搅拌程序后，净浆搅拌得很均匀，而边搅拌边加入拌和用水，由于有一部分水是后加入的，未经过完整的搅拌程序，水泥净浆是不均匀的，所以得出的结果也是不同的。

4、水泥标准稠度用水量测定方法中标准法和代用法的符合性

在标准法和代用法之间的对比过程中，发明人发现采用代用法，当试锥下沉(30±1)mm时，用标准法验证，标准试杆下沉深度均在(6±1)mm内，即结果都是标准稠度净浆，这说明达到标准稠度净浆时用标准法和用代用法相符，结果是一致的。详见下表5。

表5水泥标准稠度用水量标准法和代用法对比

标准稠度加水量(mL)	150.5	146	148.5	125.6	144.5	146.5	153
								标准稠度用水量(％)	30.1	29.2	29.7	25.1	28.9	29.3	30.6
试锥下沉深度(mm)	29	31	29	29	29	29.5	31
								试杆下沉深度(mm)	7	5	7	7	7	6	7

5、水泥标准稠度用水量估算方法

由此发明人想到寻找采用固定用水量时试锥下沉深度与标准稠度用水量之间的关系。

5.1实验方案选择

首先根据经验假定每多加1mL或1.5mL水会使试锥下沉的变化量为1mm来选定几个可行的方案，见表6。

表6实验方案的对比

从表6中可以看出，选用实验方案142.5+(30-S)×1时，可以找到标准稠度用水量，试锥下沉深度和试杆下沉深度均能满足要求。

5.2试锥下沉深度与标准稠度用水量之间的关系

然后发明人运用确定的实验方案，进行大量实验，通过实验数据发现，采用固定用水量时试锥下沉深度S_锥与标准稠度用水量P％之间存在着线性关系，如图3所示。

表7试锥下沉深度S_锥与标准稠度用水量P％的关系

5.3建立一元二次线性回归方程

发明人用线性回归方程的方法，计算出了一个采用固定用水量时试锥下沉深度与标准稠度用水量之间的一元二次线性回归方程。

∑X＝2463.0

∑X²＝66972.5 ∑Y＝2720.5

∑XY＝71660.7

LXX＝∑X²-1/93(∑X)²＝1742.726 LXY＝∑XY-1/93(∑X∑Y)＝-388.671

b＝LXY/LXX＝-0.22302

一元二次回归方程是：Y＝-0.2230X+35.1593

相关系数是-0.9770，标准偏差为0.2118，具有强相关性。经SPSS分析显著性0.000，在置信水平99％上显著相关。

得到试锥下沉深度与标准稠度用水量之间的关系式：P％＝－0.2230S+35.1593利用此回归方程计算的标准稠度用水量计算值与实验值的偏差见表7所示。

Claims

1.一种水泥标准稠度用水量测定方法，其特征在于：包括以下步骤：1）将500g水泥样品与142.5mL水采用水泥净浆搅拌机拌合得水泥净浆，并采用代用法维卡仪对该水泥净浆进行测定，得到试锥下沉深度；2）将步骤1）的试锥下沉深度带入公式（1）中计算得到水泥标准稠度用水量，

P=－0.2230S+35.1593 （1）

式（1）中，P为水泥标准稠度用水量/%，S为试锥下沉深度/mm。

2.根据权利要求1所述的水泥标准稠度用水量测定方法，其特征在于：所述水泥净浆搅拌机符合JC/T729要求，所述代用法维卡仪符合JC/T727要求，步骤1)的具体操作为：先用水泥凝结时间稠度量水器量142.5mL水；称量已通过0.9mm方孔筛的水泥样品500g，精确至1g；将量好的水加入搅拌锅中，在5~10s内将称好的500g水泥加入水中，再将搅拌锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌120S，停15s，此时用湿布擦过的搅拌勺将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间，高速搅拌120s停机；拌和结束后，将拌制好的水泥净浆装入锥模中，用宽25mm的直边刀在浆体表面插捣5次，振5次，刮去多余的净浆，抹平后放到代用法维卡仪的试锥下面固定的位置上，将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝1s~2s后，放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中，到试锥停止下沉时记录试锥下沉深度，整个操作应在搅拌后1.5min内完成。

3.根据权利要求1所述的水泥标准稠度用水量测定方法，其特征在于：所述测定方法还包括步骤3）~步骤5），具体操作如下：

3）将步骤2)所得的标准稠度用水量带入公式（2）中得到水泥标准稠度加水量，

W=500P （2）

式（2）中，P为水泥标准稠度用水量/%，W为水泥标准稠度加水量/mL；

4）另取500g水泥样品与体积为W的水采用水泥净浆搅拌机拌合得到标准稠度净浆，采用GB/T1346-2011中标准稠度用水量测定方法中代用法的调整用水量方法得到试锥下沉深度值，采用GB/T1346-2011中标准稠度用水量测定方法中标准法得到试杆沉入净浆后与底板的距离值；

5）如果步骤4）中试锥下沉深度为30 mm±1mm，且试杆沉入净浆后与底板的距离值为6mm±1mm，则认为步骤2）所得P值为准确值，并将P值记录到检测报告中；如果步骤4）中试锥下沉深度不为30 mm±1mm，或者试杆沉入净浆后与底板的距离值不为6mm±1mm，则重复步骤1)至步骤4），直至步骤4）中试锥下沉深度为30 mm±1mm且试杆沉入净浆后与底板的距离值为6mm±1mm时，确定此时的P值为准确值，并将P值记录到检测报告中。

4.根据权利要求3所述的水泥标准稠度用水量测定方法，其特征在于：步骤4）采用GB/T1346-2011中标准稠度用水量测定方法中代用法的调整用水量方法得到试锥下沉深度值的具体操作为：采用符合JC/T727要求的代用法维卡仪，将拌制好的水泥净浆装入锥模中，用直边刀在浆体表面插捣5次，振5次，刮去多余的净浆，抹平后放到代用法维卡仪的试锥下面固定的位置上，将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝1s~2s后，放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中，到试锥停止下沉时记录试锥下沉深度，整个操作应在搅拌后1.5min内完成。

5.根据权利要求4所述的水泥标准稠度用水量测定方法，其特征在于：GB/T1346-2011中标准稠度用水量测定方法中标准法得到试杆沉入净浆后与底板的距离值的具体操作为：取水泥净浆一次性将其装入已置于玻璃底板上的试模中，浆体超过试模上端，用直边刀拍打超出试模部分的浆体5次以排除浆体中的孔隙，然后在试模上表面1/3处，倾斜于试模分别向外锯掉多余净浆，再从试模边沿抹顶部一次，使净浆表面光滑；抹平后将试模和底板移到标准法维卡仪上，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1s~2s后，放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中，在试杆停止沉入时记录试杆距底板之间的距离，升起试杆后，立即擦净，整个操作应在搅拌后1.5min内完成。